Taktfrequenz dreimal oder öfter multiplizieren?

Sie können einen dritten harmonischen Filter (Induktivität und Kondensator) verwenden, um bei clk * 3 zu schwingen, und dann einen Schmitt-Trigger-Inverter (oder ein anderes Gate), um die Sinuswelle bei clk * 3 in eine anständige Rechteckwelle umzuwandeln.

Dies funktioniert, weil eine typische Rechteckwelle Grundschwingungen und ungerade Harmonische in ihrem Spektrum hat: -

Die blaue Wellenform ist die Ausgabe des abgestimmten Schaltkreises, wenn er durch eine 1-MHz-Rechteckwelle angeregt wird. Dies kann mit einem Komparator mit etwas Hysterese auf logische Pegel vergrößert werden.

Können wir eine ähnliche Schaltung verwenden, die die Frequenz mit dem Dreifachen multiplizieren kann?

Ich kann Ihnen nicht sagen, dass es ähnlich ist, aber in meinen Augen ist es so.

Am gebräuchlichsten ist die Verwendung eines PLL-basierten Frequenzvervielfachers.

Quelle (www.ee.ucl.ac.uk/~pbrennan/E771/PLL.ppt‎)

Der Phasenregelkreis arbeitet für die Frequenz eines Signals (oder genauer gesagt für die Phase), wie ein Operationsverstärker für Spannung arbeitet. Es hat eine ausreichend hohe Verstärkung, um die beiden Eingänge des Phasendetektors in der Frequenz (und normalerweise in der Phase) gleich zu halten.

Beim Anlegen eines Referenzsignals an den Eingang wird die andere Phasendetektorfrequenz gleich der Referenz, da die Schleifenverstärkung die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) ändert, bis der Frequenzfehler Null ist und daher die Ausgangsfrequenz Finput * N ist .

Ich habe mir bei den Details wie Sperrbereich, Schleifenbandbreite usw. einige Freiheiten genommen, aber ich hoffe, Sie verstehen es.

Sie finden es vielleicht interessant, dass ein XOR-Gatter als Phasendetektor in einem digitalen PLL-Frequenzvervielfacher verwendet werden kann:

Wenn man eine saubere 3x-Wellenform mit gleichmäßig verteilten ansteigenden Flanken und einer bekannten zeitlichen Beziehung zum Original haben möchte, ist eine PLL der beste Weg.

Wenn Sie etwas mit 3x so vielen ansteigenden Flanken wie die ursprüngliche Wellenform wollen, sich aber nicht besonders darum kümmern, wie gleichmäßig sie sind, besteht ein einfacher Ansatz darin, einen Oszillator zu verwenden, der mindestens 6x so schnell wie die Referenz läuft, zusammen mit einer Zählschaltung. Lassen Sie als mögliche Implementierung den 3x-Takt einen Drei-Bit-Zähler betreiben, einen Flop, der den Zustand der Referenz erfasst, und einen Flop, der den Zustand dieses Flops erfasst. Lassen Sie den Zähler jedes Mal auf 000 springen, wenn die letzten beiden Flops "01" lesen, und ansonsten einmal pro Zählung vorrücken, wenn sein Wert nicht 101 ist. Das LSB dieses Zählers pulsiert dreimal für jede Referenztaktflanke, vorausgesetzt, dass der Eingang Die Uhr ist schnell genug, um dies zu tun.